新型应光化学传感器的合成及性能研究

论文摘要

由于阴离子、过渡金属离子在生物学、医学和环境中的重要性,且荧光化学传感器具有选择性好、灵敏度高及检测限低等优点,所以设计和合成对阴离子、过渡金属离子具有选择性识别和传感作用的人工受体受到了人们的广泛重视。酰胺、脲和硫脲等氢键给体基团由于具有与阴离子强的氢键键合能力且受溶液pH值影响较小,己被广泛的用于阴离子受体的设计和合成中。将荧光基团键联于这类受体的超分子识别体系,既具有选择性的识别阴离子性能,又具有在识别过程中灵敏的荧光响应和传感特性,对开发作为以阴离子的识别为基础的环境阴离子污染物监控、有害阴离子的医疗诊断和微量分析等方面灵敏的荧光化学传感器具有重要意义和广阔的应用前景,同时也广泛的用于对过渡金属离子的识别。本文合成了一系列的含蒽荧光基团及酰胺、硫脲等键合单元的阴离子和阳离子受体,并通过荧光光谱研究了它们与不同阴、阳离子相互作用和光化学传感性能。1.阴离子识别和荧光传感本章综述了含有各种阴离子结合位点的阴离子受体化学传感器,对它们的选择性识别和光化学传感阴离子的性能作了较详细的介绍。2.含有酰胺基团的荧光化学传感器的合成及其阴离子识别性质研究本章合成了一种新型的含蒽荧光基团和磺酰胺结构的阴离子受体2-3～2-6,经过核磁共振氢谱、碳谱、质谱和元素分析等检测方法证实了它的结构,用荧光光谱法研究了受体2-3～2-6与不同阴离子（AcO-、:H2PO4-、F-、HSO4-、NO3-、Cl-、Br-、I-）的相互作用性质。结果表明:受体2-3～2-6与F-、AcO-、H2PO4-具有很好的选择性识别配位性能,荧光光谱数据说明受体2-3～2-6与F-、AcO-、H2PO4-均形成了1:1的络合物,2～6还与HSO4-形成1:1的络合物。3.含硫脲基的荧光化学传感器的合成及其阴离子的识别行为本章合成了一种新型的含有葸荧光基团和硫脲基的阴离子受体3-2,核磁共振氢谱、碳谱、质谱和元素分析等检测方法证实了它的结构,运用荧光光谱研究了该受体与各种阴离子之间的相互作用性质。研究结果表明受体对F-、AcO-具有很好的选择性识别作用,且AcO-<F-,受体3-2与F-、AcO-均形成了1:1的络合物。4.含有酰胺基团的荧光化学传感器的合成及其对Fe3+离子的传感性质本章设计合成了同时含有酰胺基团的Fe3+离子荧光受体4-3,并通过核磁共振氢谱、碳谱、质谱和元素分析等检测方法证实了它的结构,然后运用荧光光谱法测试了受体与不同阳离子(Fe3+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Ba2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+)的相互作用性质。结果表明受体对Fe3+离子有较好的选择性识别能力,并形成了化学计量比为1:1的络合物;对其它阳离子没有作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 1 文献综述
• 1.1 荧光基团感应的几种机理
• 1.1.1 光诱导电子转移（PET）
• 1.1.2 电子能量转移（EET）
• 1.1.3 单体-激基缔合物形成
• 1.1.4 刚性效应原理
• 1.2 阴离子光化学传感器（Chemosensor）的几种设计原理
• 1.2.1 键合单元-信号单元法
• 1.2.2 取代法
• 1.2.3 化学反应法
• 1.3 阴离子荧光化学传感器的研究进展
• 1.3.1 含酰胺基的荧光受体
• 1.3.2 含脲、硫脲基的荧光受体
• 1.3.3 含胍盐和硫脲盐的荧光受体
• 1.3.4 含五元杂环的荧光受体
• 1.3.5 含金属和路易斯酸的荧光受体
• 1.4 课题的提出及研究内容
• 2 新型酰胺类阴离子荧光化学传感器的合成及性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 合成路线
• 2.3 仪器与试剂
• 2.3.1 仪器
• 2.3.2 试剂
• 2.4 目标化合物的合成
• 2.4.1 中间体2-1 的合成
• 2.4.2 中间体2-2 的合成
• 2.4.3 目标化合物2-3～2-4 的合成
• 2-6 的合成'>2.4.4 目标化合物 2-5²-6 的合成
• 2.5 合成结果与讨论
• 2.5.1 化合物的合成方法探讨
• 2.5.2 化合物的谱学性质
• 2.6 识别性能研究
• 2.7 小结
• 3 新型硫脲荧光化学传感器的合成及性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 合成路线
• 3.3 仪器与试剂
• 3.3.1 仪器
• 3.3.2 试剂
• 3.4 目标化合物的合成
• 3.4.1 中间体3-1 的合成
• 3.4.2 目标化合物3-2 的合成
• 3.5 合成结果与讨论
• 3.5.1 化合物的合成方法探讨
• 3.5.2 化合物的谱学性质
• 3.6 识别性能研究
• 3.7 小结
• 4 基于葸磺酰胺的阳离子荧光化学传感器的合成及性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 合成路线
• 4.3 仪器与试剂
• 4.3.1 仪器
• 4.3.2 主要试剂
• 4.4 目标化合物的合成
• 4.4.1 中间体4-1 的合成
• 4.4.2 中间体4-2 的合成
• 4.4.3 目标化合物 4-3 的合成
• 4.5 合成结果与讨论
• 4.5.1 化合物的合成方法探讨
• 4.5.2 化合物的谱学性质
• 4.6 荧光化学传感对过渡金属离子的识别性能研究
• 4.7 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表及待发表的学术论文目录